JPH05226453A - 真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】運転者により設定された試料の処理順序を装置
内で搬送できる搬送経路に展開する搬送処理解析手段３
０３と、真空処理室内、又は搬送ステ−ション上にある
ウエハの搬送開始条件を認識するための各プロセス処理
装置の真空状態，制御状態を記憶しておく真空処理室状
態情報格納手段４０６と、２つ以上のプロセス処理装置
で順次処理する処理工程の搬送処理順序情報を２工程分
以上記憶する搬送処理順序情報格納手段４０２と、前記
の処理工程を２工程同時に実行するための制御を行なう
搬送処理実行手段４０３とで構成される。 【効果】３つ以上の処理室を搬送室に接続した真空処理
装置において、２つ以上の処理室で順次処理する同じ又
は、異なる処理工程を２工程以上同時に実行でき、工程
間のウエハの移動時間を短縮でき、試料の処理効率を向
上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理機能毎に分割され
た複数のプロセス処理装置を搬送処理装置に接続し、連
続処理する真空処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空処理装置は、例えば、特開昭
６３−２５２４３９号公報のように、種々のプロセスを
実行するにあたって、（ａ）別々のプロセスを別々の処
理室で同時に実行する。及び／又は、（ｂ）別々のプロ
セスを同じ処理室で順次実行することのできる真空処理
装置であったり、また例えば、特開昭６３−１３３５３
２号公報のように、複数のプラズマ反応器で、（ｃ）同
時に同一単一工程処理、（ｄ）同時に異なる単一工程処
理、（ｅ）複数のプラズマ反応器で連続する複数工程処
理のいずれかの処理を行なうような装置であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、各処
理室で行なわれるプロセス処理は、下記のようなもので
あった。以下では、例えば、図４に示すように処理室が
５室（ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５）で構
成された装置とし、それぞれの処理室で、Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５のプロセスを行うこととして説明す
る。ここでは、中央に設けた搬送室の周囲に処理室ＣＨ
１，２，３，４，５を設け、ウエハ（図示しない）を大
気搬送装置で受渡しするロ−ド室（Ｌ），アンロ−ド室
（Ｕ）で構成されたシステムを示している。

【０００４】１）複数の処理室において各処理室は、全
て同じプロセスを持ち、別々の試料を同時に処理する場
合（前記従来技術の（ｃ）に相当）、例えば、Ｐ１とＰ
２とＰ３とＰ４とＰ５とが全て同じであり、１枚目の試
料はＣＨ１でＰ１を、２枚目の試料はＣＨ２でＰ２を、
３枚目の試料はＣＨ３でＰ３を、４枚目の試料はＣＨ４
でＰ４を、５枚目の試料はＣＨ５でＰ５、６枚目の試料
はＣＨ１でＰ１をというように実行される。また、２）
複数ある処理室において各処理室は、異なるプロセスを
持ち、別々の試料を同時に処理する場合（前記従来技術
の（ａ），（ｄ）に相当）、例えば、Ｐ１とＰ２とＰ３
とＰ４とＰ５とは異なり、１枚目の試料はＣＨ１でＰ１
を、２枚目の試料はＣＨ２でＰ２を、３枚目の試料はＣ
Ｈ３でＰ３を、４枚目の試料はＣＨ４でＰ４を、５枚目
の試料はＣＨ５でＰ５、６枚目の試料はＣＨ１でＰ１を
というように実行される。（この場合、Ｐ１はエッチン
グ、Ｐ２はスパッタリングという処理も含まれる。）ま
た、３）複数ある処理室において各処理室は、異なるプ
ロセスを有し、試料を各処理室で順次処理していく場合
（前記従来技術の（ｂ），（ｅ）に相当）、例えば、Ｐ
１とＰ２とＰ３とＰ４とＰ５とが異なり、１枚目の試料
はＣＨ１でＰ１を、次にＣＨ２でＰ２を、次にＣＨ３で
Ｐ３を、次にＣＨ４でＰ４を、次にＣＨ５でＰ５を実行
し、２枚目の試料も同様の処理を実行される。

【０００５】次に、図５および図６に以上に述べた処理
内容のタイムチャ−トを示す。上記１），２）の処理タ
イムチャ−トは図５である。試料は、１枚ずつ搬送室を
通って処理室に搬送され、一つの処理室で処理が終了す
れば、アンロ−ド室（Ｕ）から搬出される。次に上記
３）の処理タイムチャ−トは図６である。これは、１枚
の試料は、複数の処理室で順次処理するものであるが、
その処理工程は１種類のものしか実行できないものであ
った。ここで、図５，図６に示した○印内の数字は、ロ
ードロック室から順次搬送室内へ搬入されるウエハ番号
を示す。

【０００６】ところで、近年では、ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ
といった各デバイス内での品種の多様化に伴い試料の処
理工程も多様化してきている。よって、種々の処理工程
を１台の真空処理装置で行ない、工程間のウエハの移動
時間を短縮することで、試料の処理効率を上げることが
望まれている。しかるに、これらの従来技術では、複数
の処理室で構成された真空処理装置において、上記のよ
うな種々の処理工程（ここでは、特に少なくとも２つ以
上の処理室で順次処理する処理工程を２工程以上同時に
行なう処理工程）を同時に１台の真空処理装置で行える
ものではなかった。

【０００７】以下に１枚のウエハを２つの処理室で順次
処理する処理工程を１工程のみ行なう場合と、２工程同
時に行なう場合の違いについて述べる。図７は、ウエハ
を処理室１で処理した後、処理室２で処理する場合のタ
イムチャ−トを示す。図８は、ウエハを処理室１で処理
した後、処理室２で処理する工程と、ウエハを処理室４
で処理した後、処理室３で処理する工程との２つの工程
を同時に行なう場合のタイムチャ−トを示す。この場合
は、処理室１，２，３，４の処理内容が同じであって
も、異なっていても良い。本タイムチャ−トでは、各処
理室の処理時間が、同じ場合について示した。ここで、
図７，図８に示した○印内の数字は、ロードロック室か
ら順次搬送室内へ搬入されるウエハ番号を示す。

【０００８】１）真空処理装置内で同じ順次処理工程を
行なう場合（処理室１と処理室４、及び処理室２と処理
室３とが同じ処理の場合）、図７のものは、２枚目のウ
エハは、１枚目のウエハが処理室１で処理終了し、処理
室２に搬入された後に、処理室１に搬入され処理される
に対し、図８のものは、２枚目のウエハは、１枚目のウ
エハが処理室１に搬入された後、処理室２に搬入され処
理されるため、図８での処理は、図７での処理の約２倍
の処理効率を持つ。 ２）真空処理装置内で異なる順次処理工程を行なう場合
（処理室１と処理室２と処理室３と処理室４とが異なる
処理の場合）、図７のものは、真空処理装置に試料を１
枚搬入して処理し、真空処理装置から搬出された後、他
方の処理工程の試料を搬入して処理するか、又は、一方
の処理工程を先に終了させ、そのあとで、他方の処理工
程を行なうことしかできず、試料の処理効率は低い。図
８のものは、異なる順次処理工程を同時に処理すること
ができる。よって、試料の処理効率は高い。 ３）１つ以上の処理室を異なる試料上で共用する処理の
場合は、上記２）と同様である。 以上のように、上記従来技術は試料の種々の順次処理工
程を効率良く処理することについて対応できていなかっ
た。

【０００９】本発明は、３つ以上の処理室を搬送室に接
続した真空処理装置において、少なくとも２つ以上の処
理室で順次処理する同じ又は、異なる処理工程を２工程
以上同時に実行することで、工程間のウエハの移動時間
を短縮し、試料の処理効率を向上することができる真空
処理装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の種々の順次処理工
程を同時に１台の真空処理装置で処理するために、真空
処理室の排気，搬送，プロセス処理の制御を単独で実行
しうる制御手段を真空処理室毎に持たせ、オペレータが
真空処理室の処理順序とそれぞれの真空処理室のプロセ
ス処理データとを設定することで装置内での真空処理室
の配置に関係なく自在に処理シーケンスを設定できるこ
ととし、前記で設定した真空処理室の処理順序のデータ
を用いて、装置内で搬送処理実行可能な搬送処理順序情
報として処理工程毎に作成し、２つ以上の処理工程を記
憶できる構成とし、かつ、各真空処理室の状態を示す情
報を作成し、これらの情報を用いて実行条件が成立する
搬送処理、及びプロセス処理の処理状態を認識して、随
時実行させてゆくようにしたものである。

【００１１】

【作用】真空処理室の処理順序と、それぞれの真空処理
室で行なうプロセスのプロセス処理データを設定できる
ことで、装置内での真空処理室の配置や、装置内にある
搬送ステーションといった試料搬送に必要なステーショ
ンの有無、位置をオペレータが知らなくても試料の処理
内容に合わせて処理シーケンスを自在にオペレータが設
定できる。また、上記で述べた処理順序とそれぞれの真
空処理室で行なうプロセスのプロセス処理データを用い
て、装置内で搬送処理実行可能な搬送処理順序情報を作
成する。これは、或る真空処理室で処理終了した試料の
次に搬送すべき真空処理室を関連付けたものである。こ
れによりオペレータが設定した処理順序に応じて、その
装置内で試料が搬送できる経路に分解でき、搬送の始点
と終点に対応付けることができ、装置内で自在に搬送で
きる。また、上記で述べた搬送処理順序情報を処理工程
毎に作成し、かつ、２つ以上の処理工程分の情報を記憶
できる構成とし、各処理工程の搬送処理順序情報に登録
してあるウエハの搬送又は、プロセス処理条件が成立し
た方の処理を実行させることにより、複数の同じ又は、
異なる処理工程を真空処理装置内で同時に実行させるこ
とができる。次に、各真空処理室の状態として、”試料
搬入済”，”試料搬出済”，”プロセス処理済”という
状態を表す情報を集めた真空処理室状態情報を設けるこ
とにより、搬送処理順序情報に登録してある搬送に必要
な真空処理室の制御状態を参照でき、搬送実行条件の判
定ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３により
説明する。本実施例は、真空処理室を４室配置したもの
であるが、該真空処理室は１室でも２室でも３室でも、
あるいは５室以上あっても良い。

【００１３】図１で、１、２、３、４は真空処理室、５
はロードロック室、６はアンロードロック室、１０は搬
送室である。ロードロック室５、６は試料を大気中から
真空処理雰囲気にもってゆき、また、真空処理雰囲気か
ら大気にもってゆくものであり、ウエハ（図示しない）
を大気搬送装置（図示しない）と真空処理装置とで受渡
しを行なうものである。ロードロック室５，６、真空処
理室１，２，３，４及び搬送室１０には、各々独立した
排気装置11，16，12，13，14，15，17が設けられてお
り、搬送室１０と真空処理室１，２，３，４との間は、
ゲートバルブ８で仕切られ、搬送装置９−１，９−２で
試料が搬送される。また、ロードロック室５，６には、
ゲートバルブ７が設けられ大気と連通することができ、
（図示しない）大気カセット（図示しない）から大気搬
送装置によって試料の取出及び収納が行なわれる。

【００１４】真空処理室１内に設けられた試料台３２に
は、高周波電源(図示しない)が接続されており、その上
部には、この場合マイクロ波電界と磁界との相乗作用に
よりプラズマを発生するプラズマ発生部が設けられてい
る。真空処理室１内での処理としては、例えば試料台３
２に搬送装置９−１により試料が載せられると試料温度
を検出し、所定温度に達したのち図示しないガス供給装
置からエッチングガスが真空処理室１に導入されプラズ
マを利用してエッチング処理される。真空処理室１で処
理が終了した試料は、例えば真空処理室２に搬送され、
真空処理室２で引続きエッチング処理される。尚、真空
処理室２、３、４でのエッチング処理プロセスは、真空処
理室１でのエッチング処理プロセスと同じであっても、
異なっていても良い。又、搬送室１０の排気制御、搬送
装置９−１，９−２によるウエハの搬送制御を行なう搬
送制御装置１９及び、真空処理室へのウエハの搬入搬
出、排気制御、プロセス制御を行なうプロセス制御装置
２０−１，２０−２，２０−３，２０−４が、それぞれ
の真空処理室に対して設けられる。

【００１５】処理順序の１例としては、下記の２つの順
次処理工程を１つの真空処理装置内で同時に行なう。
ｉ）ロ−ドロック室５→真空処理室１→真空処理室２→
アンロ−ドロック室６ii）ロ−ドロック室５→真空処理
室４→真空処理室３→アンロ−ドロック室６図２は、図
１に示した装置を制御するため制御ブロック図を示した
ものである。本実施例では、搬送順序とそれぞれの真空
処理室で行なうプロセスのプロセス処理データを設定
し、そのデータを用いて装置内で搬送処理実行可能な搬
送処理順序情報を作成する入力制御部 300と、入力制御
部 300で作成した搬送処理順序情報と真空処理室状態情
報とを参照し、搬送処理あるいはプロセス処理を実行す
る搬送制御部 400と、真空処理室２，３及び４の排気，
搬送，プロセス処理の制御を単独で実行しうる制御手段
を有した処理室制御部 500で構成され、各制御部300，4
00，500は通信手段 308と405及び408と501を介して接続
されている。

【００１６】入力制御部 300には、オペレータが処理順
序とそれぞれの真空処理室で行なうプロセスのプロセス
処理データを入力するための入力手段 306、例えばキー
ボードがあり、上記にて設定したデータを格納しておく
ための処理データ格納手段 302、例えばＲＡＭがある。
また、入力した処理順序とプロセス処理データを表示す
るための表示手段 305、例えばＣＲＴがある。

【００１７】入力方法としては、まず、試料を装置内に
搬入して真空処理室で処理を行ない、装置外に搬送する
までのロードロック室と真空処理室の番号を用いて設定
する。図１に示した処理室番号を用いて、第１工程とし
て試料をロードロック室５から真空処理室１に搬送し、
真空処理室１でプロセスレシピNO.３の処理をした後、
真空処理室２に試料を搬送し、真空処理室２でプロセス
レシピNo.８の処理をした後、アンロードロック室６に
搬送してプロセス処理を行ない、第２工程として試料を
ロードロック室５から真空処理室４に搬送し、真空処理
室４でプロセスレシピNo.７の処理をした後、真空処理
室３に試料を搬送し、真空処理室３でプロセスレシピN
o.２の処理をした後、アンロードロック室６に搬送して
プロセス処理を行なう場合の設定例を表１に示す。これ
は搬送順に、そのロードロック室、真空処理室の番号と
プロセスレシピNo.を対応付けて設定する。

【００１８】

【表１】

【００１９】次に、処理データ格納手段 302に格納され
た処理順序データを用いて、装置内にある搬送ステーシ
ョンの位置も考慮し実際に搬送できる経路として現状あ
る位置から次に搬送する位置（例えば上記設定例では、
ロードロック室５から真空処理室１、又は真空処理室１
から真空処理室２というように）に対応付けたデータを
作成する搬送処理解析手段 303がある。例えば、解析の
方法を処理フローとしたプログラムを格納したＲＯＭで
ある。上述した搬送処理順序を搬送処理解析手段 303を
用いて搬送できる経路として作成した搬送処理順序情報
の１例を表２，３に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】

【表３】

【００２２】これは搬送の始点に対する終点の位置に該
当する棚に"１"を登録し、該当しない位置の欄には"０"
を登録したものである。表２を例にとれば、ロードロッ
ク室５から真空処理室１に搬送することを示す。他のも
のも同様である。以上のように作成した情報を格納して
おくのが、搬送処理順序情報格納手段 304である。

【００２３】装置構成データ格納手段 307は、本装置に
接続してある処理室については"１"、接続していない処
理室については"０"を登録したものである。図１の場
合、処理室１，２，３，４が接続してあるため、その処
理室に該当する欄が"１"とする。そのデータについて示
しているのは、表４である。このデータは、装置構成時
に入力手段 306から入力しておく。

【００２４】

【表４】

【００２５】入力制御部３００と搬送制御部４００とは
通信手段３０８、４０５とで通信媒体３０９で接続され
ている。通信方式としては、ＲＳ−２３２Ｃ又はＧＰＩ
Ｂが考えられる。通信手段３０８，４０５を介して入力
制御部３００にある搬送処理順序情報格納手段３０４と
装置構成デ−タ格納手段３０７のデ−タが、それぞれ搬
送制御部４００にある各格納手段４０２，４０７に転送
される。入力制御部３００の中に構成されている各手段
を制御するのが中央制御手段３０１である。搬送制御部
４００では、入力制御部３００から転送されてきた搬送
処理順序情報と装置構成デ−タとを基にして試料の搬送
処理とプロセス処理を実行していく。

【００２６】真空処理室１，２，３及び４には別々に処
理室制御部５００−１，５００−２，５００−３，５０
０−４があり、排気、搬送、プロセス処理の制御を単独
で実行可能な制御手段５０２−１，５０２−２，５０２
−３，５０２−４を有している。これらの制御手段５０
２は、常に独自の真空処理室の真空圧力を検知してお
り’真空’又は’大気’というデ−タとして記憶してい
る。また、試料が真空処理室に搬入され試料台の上にあ
る状態を’試料搬入済’として、試料が真空処理室でプ
ロセス処理が終了した状態を’プロセス処理済’とし
て、試料が真空処理室から搬出され試料台の上にない状
態を’試料搬出済’として、デ−タを記憶している。

【００２７】真空処理室状態情報処理手段４０４は、順
次に処理室制御部５００−１，５００−２，５００−
３，５００−４に対して上記真空処理室状態情報の転送
要求を行い、各真空処理室の状態デ−タを真空処理室状
態情報格納手段４０６に記憶する。’真空’の時は’
１’として、’試料搬入済’’プロセス処理済’’試料
搬出済’の時は’１’として記憶する。各真空処理室が
真空圧力状態であり、試料が真空処理室に搬入されてく
るのを待っている状態を示したのが表５である。

【００２８】

【表５】

【００２９】図３は、搬送制御部４００で行う処理フロ
−において、第１工程の処理フロ−（ロ−ドロック室５
→真空処理室１→真空処理室２→アンロ−ドロック室
６）を示す。第２工程の処理フロ−（ロ−ドロック室５
→真空処理室４→真空処理室３→アンロ−ドロック室
６）は第１工程の処理フロ−と同様であり、処理条件の
先に成立した方の工程の処理フロ−が実行される。

【００３０】搬送処理解析手段３０３は、処理デ−タ格
納手段３０２にある処理デ−タ（表１）を読む込み（１
００）、装置内にある搬送ステ−ションの位置も考慮
し、実際に搬送できる経路に展開した搬送処理順序情報
を搬送処理順序情報格納手段３０４に格納する（１１
０）。表１に示した搬送処理を基に作成した搬送処理順
序情報の一例を表２，３に示す。搬送先に該当する処理
室の欄が’１’で示されている。以下、搬送処理実行手
段４０３が処理を実行する。まず、ロ−ドロック室５へ
試料が搬入可能かを判定する（１２０）。この場合表５
で説明すると’試料’は０（試料は無い）で、’真空又
は大気’は１（真空）で、’試料搬出済’は１（試料搬
出済）であれば、判定は’Ｙ’となり次の処理に進む。
判定が’Ｙ’ならば、図示しない大気搬送装置が試料を
ロ−ドロック室５に搬入する（１３０）。試料がロ−ド
ロック室５に搬入されれば、’試料’は１（試料はあ
る）となり、’試料搬出済’は０となり、’試料搬入
済’は１（試料搬入済）とデ−タを更新する。この状態
での真空処理室状態情報処理手段４０４の内容を示した
のが表６である。

【００３１】

【表６】

【００３２】以下同様に試料の搬送条件の判定及びプロ
セス処理実行条件の判定を行い、条件判定が成立したも
のに対して搬送実行指示及びプロセス処理実行を順次指
示することで試料の処理を進めていく。

【００３３】図３に示した処理フロ−は、真空処理装置
内で処理する処理工程が一つの場合であったが、処理工
程が二つの場合は、搬送処理順序情報を二系統作成し、
各々の搬送処理順序情報に従って搬送処理実行手段４０
３が、処理を実行する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
３つ以上の処理室を搬送室に接続した真空処理装置にお
いて、少なくとも２つ以上の処理室で順次処理する同じ
又は、異なる処理工程を少なくとも２工程以上同時に実
行でき、工程間のウエハの移動時間を短縮でき、試料の
処理効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空処理装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】図１に示した装置の制御ブロック図である。

【図３】搬送制御部で行なう処理フロ−図である。

【図４】従来装置の処理室配置例を示す図である。

【図５】図４の装置を用いて複数の処理室で別々の試料
を同時に処理する場合のタイムチャ−ト図である。

【図６】図４の装置を用いて複数の処理室で試料を順次
処理する場合のタイムチャ−ト図である。

【図７】１工程処理の場合の処理内容を示すタイムチャ
−ト図である。

【図８】２工程処理の場合の処理内容を示すタイムチャ
−ト図である。

【符号の説明】

１，２，３，４…真空処理室、５，６…ロ−ドロック
室、７，８…ゲ−トバルブ、９…搬送装置、１０…搬送
室、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７…排気
装置、１８…搬送ステ−ジ、１９…搬送制御装置、２０
…プロセス制御装置、３００…入力制御部、３０１，４
０１…中央制御手段、３０２…処理デ−タ格納手段、３
０３…搬送処理解析手段、３０４，４０２…搬送処理順
序情報格納手段、３０５…表示手段、３０６…入力手
段、３０７，４０７…装置構成デ−タ格納手段、３０
８，４０５，４０８，５０１…通信手段、３０９…通信
媒体、４００…搬送制御部、４０３…搬送処理実行手
段、４０４…真空処理室状態情報処理手段、４０６…真
空処理室状態情報格納手段、５００…処理室制御部、５
０２…処理室制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 温司 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 坪根 恒彦 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセス処理を行うプロセス処理装置と、
   試料の搬送を行う搬送処理装置と、これらを制御するプ
   ロセス制御装置と、搬送制御装置とで構成され、少なく
   とも３つ以上のプロセス処理装置が接続された真空処理
   装置において、 運転者により設定された試料の処理順序を装置内で搬送
   できる搬送経路に展開する搬送処理解析手段と、 真空処理室内、又は搬送ステ−ション上にあるウエハの
   搬送開始条件を認識するための各プロセス処理装置の真
   空状態、制御状態を記憶しておく真空処理室状態情報格
   納手段と、 少なくとも２つ以上のプロセス処理装置で順次処理する
   処理工程の搬送処理順序情報を２工程分以上記憶する搬
   送処理順序情報格納手段と、 前記の処理工程を少なくとも２工程同時に実行するため
   の制御を行なう搬送処理実行手段とで構成し、 少なくとも２つ以上の前記プロセス処理装置で順次処理
   する処理工程を２工程以上同時に実行することを特徴と
   する真空処理装置。